「犬の骨」の小惑星は私たちが想像したよりもさらに奇妙です

( oneechanblog ) – 2017年に登場したクレオパトラを示す処理済み画像。

画像: ESO / Vernazza、Marchis et al./MISTRALアルゴリズム(ONERA / CNRS)

天文学者は、その珍しい形のために「犬の骨」と呼ばれる長さ168マイルの小惑星であるクレオパトラのこれまでで最高の画像をキャプチャしました。 最新の観測は、オブジェクトの形状と 不安定なスピン そして、その衛星がどのようにして生まれたのか。

これで、太陽系で最も奇妙な物体の1つとして、小惑星クレオパトラを快適に追加できます。 その珍しい骨のような形に加えて、それは2つの小さな衛星をホストします と 金属物体としては密度が著しく低い。 さらに、クレオパトラはその軸に沿って非常に速く回転しているため、完全に崩壊する危険があります。 実際、この急速な回転速度は、AlexHeliosとCleoSeleneという名前の2つの衛星の存在を説明している可能性があります。

これが、本日Astronomy&Astrophysicsに掲載された2つの新しい論文の調査結果です。 NS 最初の論文 形状や化学組成などの小惑星の物理的性質の調査であり、 SETI協会の惑星天文学者でUnistellarの最高科学責任者であるFranckMarchisが率いていました。 NS 2番目の論文 オブジェクトの軌道特性とその2つの衛星を分析し、チェコ共和国のカレル大学の天文学者であるミロスラフ・ブロシュが主導しました。

複数の角度から見た小惑星クレオパトラ。

画像: ESO / Vernazza、Marchis et al./MISTRALアルゴリズム(ONERA / CNRS)

マルキスは、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡の功績を認めました これらの発見を可能にするため。 確かに、クレオパトラは比較的大きいかもしれません—その軸に沿って168マイル(270 km)—しかし、それは遠くにあります、 火星と木星の間の主な小惑星帯にあり、非常にかすかになっています。 小惑星は、約1億2000万マイル(2億km)よりも地球に近づくことはありません。

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クレオパトラの形の詳細を確認し、その衛星を検出するには、「地球の大気のぼやけた影響を克服する必要があります」と、マルキスは電子メールで説明しました。 「これは、VLTのような大型望遠鏡の補償光学のおかげで実行可能です。」 NSo希望する品質レベルに到達するために、チームはVLTに取り付けられた分光偏光高コントラスト太陽系外惑星研究(SPHERE)機器を使用しました。

「SPHEREインスツルメントはこれらの次の1つです-現在、可視光で動作できる世代の補償光学システム」とマルキス氏は述べています。 “その結果、 VLTが宇宙にあるかのように、8m望遠鏡のフル解像度で光学光(この場合は赤)の画像を提供します。」 「この驚くべき画質のおかげで、小惑星の形状の詳細を見ることができ、2つの葉とそれらをつなぐ橋を見ることができます。」と彼は付け加えました。

天文学者はこの天体について長い間知っていました。 チェコの天文学者ヨハンパリサは1880年にクレオパトラを発見しました。 その後の観察ごとに奇妙になるようです。 天文学者は、偶然の日食の結果として、1980年に2つの衛星のうちの最初の衛星を発見しました。 2000年のレーダー観測は、オブジェクトが比較的狭い「首」で接続された2つのローブを持っているように見えるため、非常に珍しい形状を示唆し、「犬の骨の小惑星」というニックネームが付けられました。 2011年、マルキスが率いるチームは、ケックII光学望遠鏡で発見した2番目の月の発見を発表しました。 月は正式に認識され、クレオパトラの子供たちにちなんで名付けられました。

クレオパトラと北イタリアのサイズ比較を示す画像。

画像: ESO / M。 Kornmesser / Marchis etal。

これらにもかかわらず 観察、多くの質問が残った。 AlexHeliosとCleoSeleneの軌道は「近似する必要がありました。 いくつかのデータポイントがあったので、」とクレオパトラの形状も同様に近似する必要がありました。「したがって、小惑星の密度や月の起源を確実に言うことはできませんでした」とマルキスは説明しました。。 「私たちは、このトリプル小惑星システムが、 [Kleopatra]。」 その他の未解決の質問は、オブジェクトのサイズ、軌道、および回転に関係していました。 したがって、新しい研究は、このユニークなトリプルシステムの理解を大幅に拡大しています。

チームはクレオパトラとその衛星を観察しました 2017年と2019年に異なる角度から、小惑星の3次元ビューをもたらします。 チームはそのことをよりよく理解しました サイズ そして、そのローブの1つが他よりも大きいことを学びました。

さらに、彼らは 最終的にの正確な軌道を決定しました 月。 結局のところ、以前の見積もりはかなり間違っていたため、誤った推論が発生しました。 チェコ共和国のカレル大学の天文学者であり、2番目の論文の最初の著者であるミロスラフ・ブロシュは、小惑星の真の質量と半径(または少なくともこれらの改善された推定値)を計算できるため、更新された軌道計算が重要であると述べましたパラメーター)。

複数の角度から見た、クレオパトラの2つのローブのビュー。

画像: F.マルキス他、2021年

別の重要な発見は、小惑星が危険速度近くで回転していることを示唆しています。 より速く、それはバラバラになる危険があります。 オブジェクトは5時間に1回回転します。

「実際、私たちはそれをより正確に、5.3852827時間で知っています」とBrožは電子メールで述べました。 「これは小惑星にとっては正常に見えるかもしれませんが、クレオパトラは非常に長いので、その端では、回転速度は脱出速度に非常に近いです。」 Brožは言及しています オブジェクトが重力の境界を脱出するのに必要な速度。 彼は、クレオパトラが別の小惑星にぶつかった場合、それがさらに速いスピンをもたらし、それが自然に崩壊する可能性があると考えています。

正しい軌道が決定されたので、チームは Kレオパトラの質量 以前の見積もりより35%低くなっています。 クレオパトラは金属製の物体ですが、鉄の密度の半分未満のようです。 これは、小惑星が大きな衝撃から形成された多孔質の「瓦礫の山」であることを示唆しています。 クレオパトラは小さな物体の比較的緩い集合体ですが、その高い回転率を考えると、実際にはいくつかの破片を宇宙に噴き出している可能性があります。 そして実際、これはAlexHeliosとCleoSeleneがどのように誕生したかを説明するかもしれません。

重力と遠心加速度が小惑星全体のどこに分布しているかを示すクレオパトラのビュー。 これらの力は、2つのローブで最も強くなります。

画像: F.マルキス他、2021年

「主な小惑星の形状とスピンのために、クレオパトラのいくつかの領域は ..。 不安定で、そこにある岩が排出されることを意味します」とマルキスは説明しました。 「私たちはまだそれを証明することはできませんが、衛星が実際に主小惑星の幼児であり、斜めの衝撃の後に放出された可能性があります そして、それらの放出された小石や岩を降着させることによって形成されました。」

天文学者は、トロイの木星の小惑星624ヘクトルやメインベルト小惑星121ヘルミオネなど、他の非常に細長い小惑星を知っています。 マルキスはそれはおそらくコインではないと言ったciNSen両方とも小惑星には独自の衛星があります。

チームはまた、2つの月について新しいことを学びました。 AlexHeliosはfaですクレオパトラから407マイル(655 km)離れた2つのうち、クレオセレンは(クレオパトラの中心から測定して)310マイル(499 km)離れています。 衛星のサイズは6マイル(10 km)よりわずかに小さい そしておそらく球形ですが、科学者は実際には知りません。

「将来、掩蔽イベント中に、クレオパトラと月が星の前を通過するときに観測され、地球上の観測者が彼らの影を測定できるようになることを願っています」とBrož氏は述べています。

今後、チームは来年行う予定の衛星の軌道を再測定したいと考えています。 彼ら 予想 クレオパトラの異常な形による潮汐効果と予期しない摂動のために、彼らの動きのいくつかの異常を見つけるために。 マルキス氏によると、3番目の月を見つけることは可能性の範囲外ではありません。

確かに、天文学者はこれを観察しています 犬の骨 140年以上の間小惑星であり、それがさらに奇妙になり続けることはないと信じる理由はありません。

もっと: これは、太陽系でこれまでに発見された中で最も奇妙な物体の1つです。。

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